住宅空間內(nèi)照度測(cè)量方法的比較研究

張凌巖

(韓國建國大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院)

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住宅空間內(nèi)照度測(cè)量方法的比較研究

張凌巖

(韓國建國大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院)

室內(nèi)照度的測(cè)量與計(jì)算是住宅空間照明設(shè)計(jì)的重要組成部分?？臻g照度測(cè)量方法的合理運(yùn)用對(duì)室內(nèi)照明設(shè)計(jì)有深刻的影響。文章在調(diào)查了國內(nèi)一般住宅照明設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上通過對(duì)住宅同等空間條件內(nèi)照度測(cè)量結(jié)果的分析，總結(jié)照明設(shè)計(jì)業(yè)界“一點(diǎn)法”、“四點(diǎn)法”、“五點(diǎn)法”以及“多點(diǎn)法”等四種照度測(cè)算方法各自的特征，并通過數(shù)據(jù)間的相互比較，推導(dǎo)出此四種方法在住宅空間照度測(cè)算中的實(shí)際適用范圍，從而在住宅照明設(shè)計(jì)測(cè)算領(lǐng)域?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供理論依據(jù)。

住宅空間；照明設(shè)計(jì)；平均照度；照度測(cè)量方法

0 引 言

住戶在室內(nèi)裝潢時(shí)都希望通過配合住宅空間自身的特點(diǎn)來平衡對(duì)空間內(nèi)在的諸如合理性、安全性以及舒適性等訴求，以期成就住宅空間的優(yōu)點(diǎn)最大化。值得注意的是在住宅空間環(huán)境的諸多設(shè)計(jì)要素中“光”的塑造對(duì)空間環(huán)境的影響是顯而易見的。尤其在夜晚，“光”作為不可缺少的環(huán)境要素?zé)o時(shí)無刻不影響著住戶的心理與行為。在規(guī)劃光環(huán)境的時(shí)候除了人為把握設(shè)計(jì)文化的尺度外，還應(yīng)伴隨著照明空間的定量評(píng)價(jià)。住宅是人們生活的重要環(huán)境，住宅照明直接關(guān)系到人們的日常生活，基于此現(xiàn)今設(shè)計(jì)師在進(jìn)行空間照明設(shè)計(jì)時(shí)，往往將照度作為空間內(nèi)光環(huán)境設(shè)計(jì)步驟中首要的參考數(shù)據(jù)。由此，“照度”在實(shí)際照明設(shè)計(jì)中的重要性不言而喻。

在照度數(shù)據(jù)的設(shè)定上依據(jù)住宅內(nèi)各空間的對(duì)象及功能要求，中國很早便出臺(tái)了與住宅相關(guān)的照度標(biāo)準(zhǔn)，且于2013年又重新作了修訂。但是對(duì)空間平均照度的測(cè)量方法并沒有明確規(guī)定，因此給了照明設(shè)計(jì)師以大量的選擇空間。考慮到照度在各具體住宅空間內(nèi)測(cè)量結(jié)果的差異性，需要設(shè)計(jì)師在照明設(shè)計(jì)時(shí)選擇最適合的照度測(cè)量方法。筆者通過多年項(xiàng)目實(shí)踐總結(jié)出現(xiàn)今業(yè)界室內(nèi)空間的照度測(cè)量方法主要有一點(diǎn)法、四點(diǎn)法、五點(diǎn)法，以及多點(diǎn)法。值得注意的是以上四種方法雖然在測(cè)量的目的上較為相似，但是在實(shí)踐測(cè)算過程中發(fā)現(xiàn)，各測(cè)量法在同一照明空間內(nèi)所測(cè)算出來的數(shù)據(jù)相互之間仍然存在一定的差異。由于相關(guān)研究不足，以至于今日仍存在照度測(cè)算方法混用的現(xiàn)象?；谝陨显?，筆者在文獻(xiàn)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對(duì)某住宅空間實(shí)地測(cè)量對(duì)比，總結(jié)出以上四種測(cè)量方法各自的特征，并通過數(shù)據(jù)間的相互比較推導(dǎo)出此四種方法在住宅空間照度測(cè)算中的實(shí)際適用范圍，希望在住宅照明設(shè)計(jì)測(cè)算領(lǐng)域?yàn)樵O(shè)計(jì)師提供理論依據(jù)。

1 實(shí)地測(cè)量常用的四種照度測(cè)算方法

1.1 一點(diǎn)法

照度(illumination)，表示受照面明亮程度的物理量。表面上一點(diǎn)的光照度定義為入射在此點(diǎn)所在面上的光通量與該面面積的比值，單位lx。在數(shù)值上，它等于投射在單位面積上的光通量，照度的測(cè)算是照明設(shè)計(jì)中重要的組成部分。

“一點(diǎn)法”，顧名思義，就是在需要進(jìn)行照度測(cè)算的照明空間區(qū)域內(nèi)，選取所要測(cè)量面的中心點(diǎn)作為原點(diǎn)進(jìn)行直接測(cè)量的一種照度測(cè)算方法。如圖1所示，在ABCD照明空間內(nèi)，選中點(diǎn)E作為中心測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

圖1 “一點(diǎn)”測(cè)量方法

在沒有特別規(guī)定測(cè)量高度的情況下，E點(diǎn)可選擇距離地面80±5 cm。在臥室等常坐的區(qū)域可選擇距離地面40±5 cm進(jìn)行測(cè)量。由此可知“一點(diǎn)法”屬于點(diǎn)照度的范疇。

1.2 四點(diǎn)法

“四點(diǎn)法”不僅針對(duì)視覺水平面照度進(jìn)行測(cè)算，在豎直面與傾斜面的照度測(cè)算上同樣適用。四點(diǎn)法的照度測(cè)量高度通常維持在距離地面80±5 cm，在臥室等常坐的區(qū)域通常選擇距離地面40±5 cm進(jìn)行測(cè)量。由于是IES(Illuminating Engineering Society of North America)制定的照度測(cè)算方法，“四點(diǎn)法”在國際上認(rèn)知度很高。在站立空間內(nèi)，IES“四點(diǎn)法”以照明燈具為中心，ABCD四角的中央點(diǎn) P-1，P-2，P-3，P-4設(shè)定在距離被測(cè)面80至85 cm的位置如圖2，這樣的測(cè)量方法，有效地排除了數(shù)值最大與最小照度測(cè)量點(diǎn)之間的數(shù)值差異，因此更加強(qiáng)調(diào)了空間內(nèi)平均照度的概念。四點(diǎn)法的平均照度測(cè)算公式可以表示為:E=(EP-1+EP-2+EP-3+EP-4)/4。

圖2 “四點(diǎn)”測(cè)量方法

1.3 五點(diǎn)法

在沒有另外指定的情況下，“五點(diǎn)法”的照度測(cè)量高度通常維持在距離地面80±5 cm，在臥室等常坐的區(qū)域通常選擇距離地面40±5 cm進(jìn)行測(cè)量。如圖3，在ABCD空間內(nèi)，Em1，Em2，Em3，Em4，Emg被選定為空間內(nèi)照度測(cè)量的五個(gè)點(diǎn)，為了更精確計(jì)算平均照度值的概念，在照度計(jì)算的時(shí)候，中間Emg點(diǎn)測(cè)量的照度數(shù)據(jù)需要考慮兩次。另外Em1，Em2，Em3，Em4四點(diǎn)的選擇應(yīng)距離空間內(nèi)四周垂直墻面界限50 cm處。如圖3所示，假設(shè)所需測(cè)量空間所限的墻線分別為A1-B1，B1-C1，C1-D1，A1-D1，則四點(diǎn)(Em1～Em4)距離墻面的距離分別是X1-X1，X2-X2，X3-X3，X4-X4為50 cm。因此空間的面積越大，測(cè)算出照度平均值的差異也會(huì)越大?，F(xiàn)今韓國照明設(shè)計(jì)常采用五點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)算。五點(diǎn)法的平均照度測(cè)算公式可表示為:E=(∑Emi+2Emg)/6。

圖3 “五點(diǎn)”測(cè)量方法

1.4 多點(diǎn)法

多點(diǎn)測(cè)量法，適用于具備一定間隔的多燈具空間內(nèi)平均照度的測(cè)量。如圖4，Em1—Em9標(biāo)示的點(diǎn)是空間內(nèi)照度測(cè)量的9個(gè)位置，與一點(diǎn)法、四點(diǎn)法、五點(diǎn)法相同，在沒有特定測(cè)量點(diǎn)高度的情況下通常維持在距離地面80±5 cm。在臥室等常坐的區(qū)域通常選擇距離地面40±5 cm處進(jìn)行測(cè)量。Em5為空間的中心點(diǎn)，除了Em5之外，其余各點(diǎn)距離空間內(nèi)垂直墻面距離相同，依據(jù)住宅空間大小可自行調(diào)整，照度測(cè)量各點(diǎn)與垂直墻面的距離選擇以50 cm為佳。多點(diǎn)法的測(cè)算公式可表述為E=∑Emi/i。

圖4 “多點(diǎn)”測(cè)量方法

2 中國國內(nèi)一般住宅空間內(nèi)照明設(shè)計(jì)

住宅空間指臥室、廚房、起居室(廳)等居住使用空間。按業(yè)主喜好的不同具體到空間內(nèi)的分類、功能也有所不同。本研究選取住宅內(nèi)客廳與臥室等兩大主要的功能性空間作為照度測(cè)算的研究對(duì)象。客廳是住戶家庭玩耍嬉戲以及會(huì)客的區(qū)域，屬于住宅內(nèi)的開放空間。臥室是住宅主人休息的場(chǎng)所，屬于私密或者半私密空間。一個(gè)合理布局的住宅空間內(nèi)，客廳作為住宅內(nèi)最重要的展示空間，往往面積也是各空間內(nèi)最大的。臥室同樣是住宅內(nèi)不可缺少的主體空間之一，而住宅本身的最大功能便是提供主人休息的場(chǎng)所，由此可見臥室的重要性。因此，同為住宅主體空間的客廳與臥室分別代表了住宅內(nèi)的開放空間與私密空間，選擇客廳空間與臥室空間進(jìn)行照度測(cè)算顯然更具有代表意義。

本文從2015年房企銷售面積排行榜榜單前五大地產(chǎn)企業(yè)內(nèi)選取了三家地產(chǎn)企業(yè)精裝修樣板房?jī)?nèi)客廳與臥室空間作了相關(guān)調(diào)查與比較研究。文中所選取的五大地產(chǎn)企業(yè)為萬科地產(chǎn)、綠地集團(tuán)、萬達(dá)集團(tuán)。樣板房小區(qū)分別為A小區(qū)、B小區(qū)和C小區(qū)(見表1)。從這三大房企精裝修樣板房來窺探現(xiàn)今中國住宅空間內(nèi)照明設(shè)計(jì)的大致趨勢(shì)。

表1 住宅空間

筆者隨機(jī)抽取調(diào)查了國內(nèi)一些房地產(chǎn)商精裝修住宅樣板房空間內(nèi)客廳與臥室的照明裝修風(fēng)格。從表1可知，國內(nèi)普通住宅空間內(nèi)客廳的照明光源大部分來自客廳天花板中央的主照明。臥室也存在相同的情況，雖然一般業(yè)主會(huì)在空間內(nèi)添加如嵌燈、壁燈、臺(tái)燈，可移動(dòng)光源等形式多樣的輔助照明，但是住宅空間客廳與臥室的主要光源仍然是位于房間內(nèi)天花板中央的照明光源。

為了保證數(shù)據(jù)測(cè)量以及對(duì)比的客觀性，避免臥室床頭燈、壁燈以及其他可移動(dòng)照明等輔助光源的干擾，將照度數(shù)據(jù)測(cè)量的隨機(jī)性與不確定性降到最低，從而減少數(shù)據(jù)間客觀比較的難度與可行性。在實(shí)地測(cè)量時(shí)，除天花板中心以外不必要的輔助照明，均以主照明光源為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量和比較。

3 住宅空間實(shí)地照度調(diào)查

從文獻(xiàn)調(diào)查可知，在一般住宅空間內(nèi)，無論是客廳還是臥室，主照明都集中在天花板區(qū)域。為了客觀分析四種測(cè)量方法所得數(shù)據(jù)之間的差異性，采取了實(shí)地調(diào)查的方式。具體的方法是以選取一處住宅空間內(nèi)客廳和臥室作為案例對(duì)四種照度方法進(jìn)行測(cè)試，以獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行歸納比較。

文中選取了某住宅小區(qū)公寓內(nèi)一套89 m2住宅空間內(nèi)的客廳空間以及臥室空間作為實(shí)地照度測(cè)量調(diào)查對(duì)象。圖5為所選住宅內(nèi)空間平面圖，測(cè)量結(jié)果見表2。

圖5 戶型案例平面及客廳與臥室空間主照明示意圖

所屬空間照明燈具光通量與各方法平均照度測(cè)量結(jié)果客廳5(1)燈具光通量2350lm一點(diǎn)法135lx四點(diǎn)法117lx五點(diǎn)法106lx多點(diǎn)法93lx主臥5(2)燈具光通量1880lm一點(diǎn)法105lx四點(diǎn)法93lx五點(diǎn)法92lx多點(diǎn)法85lx次臥5(3)燈具光通量1440lm一點(diǎn)法87lx四點(diǎn)法81lx五點(diǎn)法76lx多點(diǎn)法72lx

以上圖表所測(cè)數(shù)據(jù)，客廳區(qū)域以地面起45 cm為照度測(cè)量距離，臥室區(qū)域則以地面起85 cm為測(cè)量距離。

4 住宅空間照度四種主要測(cè)量法的比較分析

國內(nèi)共同住宅空間內(nèi)照明方式大部分是以頂棚中央集中式照明為主，不同于高檔住宅，特別是面積相對(duì)較小的空間，僅靠天花板中部的照明來滿足空間內(nèi)夜間照度需求的情況仍然比較常見。這樣一室一燈的照明方式不僅在照明均勻度的把握上有所不足，而且較容易產(chǎn)生眩光，以至于誘發(fā)視覺上的不良感受。對(duì)于這樣的照明空間，把握照度測(cè)量方法以及相關(guān)數(shù)值的準(zhǔn)確性無疑將變得更加重要。文中提到的“一點(diǎn)法”、“四點(diǎn)法”、“五點(diǎn)法”和“多點(diǎn)法”等空間照度測(cè)量方法有其各自的特征和與之相適用的空間種類，因此住宅空間在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該選取相適用的照度測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。經(jīng)調(diào)查，通過數(shù)據(jù)對(duì)比總結(jié)出以上四種照度測(cè)量方法的幾個(gè)主要特征，并推導(dǎo)出與各測(cè)量方法相適應(yīng)的照明空間特點(diǎn)(見表3)。

表3 測(cè)量方法自身的特點(diǎn)以及適用的范圍與空間

如表3所示，依據(jù)自身特點(diǎn)推導(dǎo)出各測(cè)量方法所適用的空間并作了必要的說明?！耙稽c(diǎn)法”最關(guān)注于一個(gè)點(diǎn)區(qū)域的照度大小，這無關(guān)乎于區(qū)域平均照度。“四點(diǎn)法”適用于在以頂棚中央集中型照明方式為主的空間。而“四點(diǎn)法”相較于“一點(diǎn)法”與“五點(diǎn)法”以及“多點(diǎn)法”更強(qiáng)調(diào)空間照度平均度的概念，而“五點(diǎn)法”由于自身特點(diǎn)，更適合拆分使用，將大的空間分為幾個(gè)小的空間再分別運(yùn)用五點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)量，最終相加得出空間照度平均度。假設(shè)將一個(gè)完整的空間分為四個(gè)小空間進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)小空間相距50 cm，運(yùn)用“五點(diǎn)法”進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，并將所得結(jié)果相加，除以4。換算成數(shù)學(xué)公式既為En=[(∑Emi+2Emg)/6+(∑Emi+2Emg)/6+(∑Emi+2Emg)/6+(∑Emi+2Emg)/6]/4。多點(diǎn)法由于計(jì)算更加細(xì)致，適合于對(duì)平均照度要求很高的照明空間，而且在空間照度測(cè)定計(jì)算時(shí)同樣適合拆分使用。

5 小 結(jié)

文章以住宅空間內(nèi)平均照度測(cè)量方法的比較研究作為核心主旨，首先對(duì)“一點(diǎn)法”、“四點(diǎn)法”、“五點(diǎn)法”、“多點(diǎn)法”等照度測(cè)量方法做了詳細(xì)的說明與闡述。在調(diào)查了萬科、萬達(dá)、綠地三大房地產(chǎn)集團(tuán)內(nèi)某小區(qū)住宅室內(nèi)客廳、臥室精裝修的照明設(shè)計(jì)方案后發(fā)現(xiàn)頂棚中央式照明作為主要光源照明方式仍然是現(xiàn)今市場(chǎng)的主流設(shè)計(jì)方法，這從側(cè)面證明了這四種測(cè)量方法在現(xiàn)今室內(nèi)照明設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的實(shí)用性以及隨后所采取事例調(diào)查與比較方法的可行性，然后通過數(shù)據(jù)分析對(duì)以上4種照明測(cè)量方法進(jìn)行了同向比較與研究，并且依據(jù)特征論述了各測(cè)量方法的相對(duì)適用范圍，給出了其他相關(guān)建議。

近年來，由于人們對(duì)自身與社會(huì)關(guān)注度的進(jìn)一步提高，以至于催生出原本相同領(lǐng)域分工的進(jìn)一步細(xì)化，在設(shè)計(jì)與規(guī)劃領(lǐng)域，照明設(shè)計(jì)也越來越受到人們的關(guān)注，運(yùn)用科學(xué)的方法獲取所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)再通過相互比較得出結(jié)論的過程尤為重要。在照明設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的當(dāng)下，尤其是設(shè)計(jì)師隊(duì)伍，更應(yīng)該對(duì)具體事物作科學(xué)的比較與分析。文章旨在進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)照明設(shè)計(jì)過程中對(duì)人性化的內(nèi)在需求，最終為提高居民居住環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo)而努力。

[1] 閻曉華，朱江.談室內(nèi)設(shè)計(jì)中的照明設(shè)計(jì)[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2009，8(1)

[2] 戴瑜興.提高住宅照明質(zhì)量的技術(shù)措施[J].照明工程學(xué)報(bào)，2000,11(1)

[3] 李西平.照度的意義、單位和計(jì)算[J].電氣時(shí)代，1991

[4] 陸峰，開先洪.住宅室內(nèi)空間的組織[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2002,10(1)

[5] http://bj.house.sina.com.cn/zhuanti/2015Q4TOP100/index.shtml

Comparative Study on Plane Illumination Photometry Method in Residential Space

ZHANG Lingyan

(AcademyofArtDesign，KonkukUniversity，Soul)

The photometry and calculation of room illumination is the important components of the illumination design for residential space.The reasonable use of space illumination photometry method has profound effect on whether the interior lighting design is good or bad.On the basis of investigating the current situation of domestic general residential lighting design, and through analysis of the illumination photometry result in the condition equivalent to residential space, this article summarizes the respective characteristics of the four illumination photometry methods of “one-point method”, “four-point method”, “five-point method” and “multi-point method” in lighting design industry, and through inter-comparison between each data, this article also deduces the practical application scope of these four methods in the calculation of residential space illumination photometry, thus provides theoretical basis for designers in the measurement and calculation field of residential lighting design.

residential space; lighting design; average illumination; illumination photometry method

2016-07-13 作者簡(jiǎn)介：張凌巖(1986—)，男，韓國建國大學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)博士生，主要從事城市區(qū)域規(guī)劃與照明。